viskoelastisuuteen Yhdistää aineiden kimmoisat ominaisuudet ja nesteiden viskoosit ominaisuudet ja sitä löytyy ihmisen kehosta veren lisäksi pääasiassa pehmytkudoksiin. Veressä aineen viskositeetti kasvaa osana hyperviskositeetin oireyhtymää. Pehmeissä kudoksissa viskoelastisuushäiriöitä voi esiintyä hermo-lihassairauksien yhteydessä.
Mikä on viskoelastisuus?
Viskoelastisuus yhdistää aineiden kimmoisat ominaisuudet ja nesteiden viskoosit ominaisuudet, ja sitä löytyy ihmisen kehosta veren lisäksi pääasiassa pehmytkudoksiin.Materiaali voi käyttäytyä monin tavoin. Yksi mahdollinen materiaalikäyttäytyminen on joustavuus, joka antaa kankaille mahdollisuuden palata alkuperäiseen asentoonsa pakotuksen jälkeen. Viskositeetti kuvaa nesteen viskositeettia ja vastaa siten nesteen juoksevuuden mittaa.
Viskoelastisuus on sekoitus joustavuuden ja viskositeetin juoksevuuden materiaalikäyttäytymiseen. Vastaavasti viskoelastisilla materiaaleilla on käytössään sekä viskoosit että joustavat materiaalit. Ne yhdistävät kiinteiden aineiden tietyt materiaaliominaisuudet nesteiden materiaaliominaisuuksiin.
Viskoelastiset vaikutukset riippuvat sellaisista tekijöistä kuin lämpötila, aika ja taajuus. Aineiden viskoelastisilla ominaisuuksilla on tärkeä rooli biofysiikassa. Esimerkiksi veressä on viskoelastisuus. Sama pätee pehmytkudokseen ja muihin soluyhdistyksiin.
Tässä yhteydessä veri on esimerkiksi ei-newtonilainen neste, ja se ei kanta viskositeettiaan (veren viskositeettia) materiaalivakiolla, vaan muuttaa sitä leikkauksen vaikutuksilla. Newtonin nesteillä puolestaan on lineaarisesti viskoosinen virtauskäyttäytyminen ja niillä on siten kuormituksesta riippumaton viskositeetti, kun taas viskoelastiset nesteet, kuten veri, reagoivat tiettyihin kuormiin joustavasti.
Toiminto ja tehtävä
Pehmeät kudokset ovat pehmeitä kudoksia, kuten rasvakudos, lihaskudos ja sidekudos. Ne koostuvat kollageenista, osista elastiinia ja perusaineesta. Tämä rakenne tunnetaan pehmytkudoksen solunulkoisena matriisina. Perusaine koostuu suuressa määrin vettä, jolloin fibroblastit ja kondroblastit tuottavat pehmytkudoksen kuidut ja emäksisen aineen.
Viskoelastisuus on yksi pehmytkudoksen mekaanisista ominaisuuksista. Kankaassa oleva elastiini varmistaa suhteellisen vähän rasitusta alhaisen venytyksen muodossa ja varmistaa jäykkyyden. Vääntymisenergia varastoituu elastiiniin. Kudoksen sisältämillä kollageenikuiduilla on levossa aaltoileva muoto ja ne ovat suhteellisen joustavia. Mitä enemmän kudos deformoituu, sitä enemmän ne venyvät muodonmuutoksen suuntaan. Rentoutumisen jälkeen kuidut lisäävät taas kudoksen jäykkyyttä.
Kankaan käyttäytyminen on samanlainen kuin nailonisukat. Elastiini ottaa nailonkuminauhan roolin ja kollageeni täyttää nailonkuitujen tehtävän. Tässä suhteessa kollageeni rajoittaa kudoksen venymistä ja suojaa siten loukkaantumiselta.
Ihmisten pehmeä kudos voi siten olla muodoltaan epämuodostunut ja palata silti alkuperäiseen muotoonsa.
Fyysinen viskoelastisuus voidaan havaita myös suhteessa vereen. Kemiallisesti veri on newtonilaisen nestemäisen veden ja solujen, ts. Materiaalikomponenttien suspensio. Veri on ei-Newtonin neste ja siksi sillä on erilaiset virtausominaisuudet kuin vedellä. Sen sisältämien punasolujen vuoksi veren viskoelastisuus lisääntyy verrattuna plasmaan. Viskositeetti kasvaa hematokriittiarvon ja virtausnopeuden myötä. Punasolujen (erytrosyyttien) muodonmuutoksen takia veren virtauskäyttäytyminen ei ole samanlainen kuin solususpension, kun virtausnopeus kasvaa, vaan muutokset emulsion virtauskäyttäytymiseen.
Sairaudet ja vaivat
Neuromuskulaariset sairaudet lisäävät lihas- ja fasciakudoksen viskoelastisuutta. Tämä fastion viskoelastisuuden lisääntyminen kohdistaa painetta myofascialiseen kudokseen. Itse lihaskudoksen viskoelastisuuden lisääntymistä ei ole vielä tutkittu lopullisesti, mutta se näyttää liittyvän häiriöihin tai sympaattisen hermoston väärään säätelyyn.
Neuromuskulaariset sairaudet muodostavat epähomogeenisen ryhmän lihassolujen, hermo- ja lihassiirtojen tai ääreishermojen sairauksia. Neuromuskulaarisiin sairauksiin kuuluvat erityisesti myopatiat ja neuropaatiat. Myopatiat ovat ei-neurogeenisia sairauksia, joilla on rakenteellisia muutoksia tai sairauden kohteena olevien lihasten toiminnallisia rajoituksia, jotka useimmissa tapauksissa vaikuttavat raidoitettuihin luustolihaksiin. Lihasdystrofia on esimerkki myopatiasta.
Neuropaatiat ovat perifeeristen hermojen sairauksia, joilla ei ole traumaattista alkuperää. Neuropatia voi vaikuttaa yhteen tai useampaan hermoon. Yleisiä oireita ovat kipu tai ärsytyksen menetys kärsimällä alueella. Myöhäisessä jaksossa esiintyy sairastuneiden lihasten hiukan halvaantumista. Myopatiat leimaavat lihaskudoksen heikkoudet tai rappeutumiset, jotka voidaan jäljittää sellaisiin suhteisiin, kuten geneettinen mutaatio tai mitokondrioiden vajaatoiminta.
Viskoelastisia häiriöitä voi esiintyä paitsi kehon pehmytkudoksessa. Esimerkiksi veren oirekompleksi, joka johtuu paraproteiinien lisääntyneestä pitoisuudesta veriplasmassa, tunnetaan hyperviskositeetin oireyhtymänä. Lisääntyneen viskositeetin vuoksi veren juoksevuus heikkenee. Hyperviskositeetin oireyhtymä esiintyy erityisesti pahanlaatuisten sairauksien, kuten multippelin myelooman tai Waldenströmin taudin, yhteydessä.
Hyvänlaatuiset sairaudet, kuten Felty-oireyhtymä, lupus erythematosus tai nivelreuma, voivat myös liittyä viskositeetin lisääntymiseen. Potilaat kärsivät enimmäkseen väsymyksestä, heikkouden tunneista ja hengenahdistuksesta.
Anemia (anemia) johtuu verenvuodosta limakalvoista ja nenästä. Sitä suosii heikentynyt verihiutaleiden toiminta. Verihiutaleiden toimintahäiriö johtuu hyytymisreseptoreiden tukkeesta. Verihiutaleet päällystetään paraproteiineilla, eivätkä ne enää sitoudu reseptoreihin, vaan ovat vuorovaikutuksessa fibriinin muodostumisen kanssa. Tuloksena olevat oireet ovat samanlaisia kuin mikroangiopatian oireet. Tromboosin ja tromboembolian riski kasvaa merkittävästi.